喀什污水處理自控系統(tǒng)的設(shè)計原則

　　一個好的自動化控制系統(tǒng)，需要從系統(tǒng)的先進性、開放性、安全性、擴展性、穩(wěn)定性和易用性等幾個方面來考慮，一是采用最新的計算機技術(shù)，選用符合國際標準和國家標準的先進的硬件產(chǎn)品、通用和成熟（功能完善）的軟件產(chǎn)品。二是采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)的任務(wù)分布到監(jiān)控系統(tǒng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上，使風(fēng)險分散，以保證系統(tǒng)的高可靠性，不會因為單個節(jié)點計算機的故障引起整個系統(tǒng)的癱瘓。同時，由于任務(wù)的分散執(zhí)行，使得系統(tǒng)的響應(yīng)速度和處理復(fù)雜問題的能力大大增強。

    根據(jù)自來水公司對污水處理廠的運行管理要求，結(jié)合污水廠的實際情況，自控系統(tǒng)的設(shè)計原則如下：

    ① 現(xiàn)場控制分站實現(xiàn)無人值守；

　?、?監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計采用開放的分布式控制系統(tǒng)，立足于系統(tǒng)的可靠性、先進性和適用性，做到全廠運行管理的集中監(jiān)視調(diào)度和分散控制；

　　③ 自動化控制設(shè)備選型遵循可靠性高、使用方便、安裝及維護簡單和價格合理的原則，選擇其行業(yè)中的主流產(chǎn)品，并在設(shè)計上預(yù)留擴充空間；

　　④ 監(jiān)控系統(tǒng)采用帶自愈功能的100Mbps光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，自動化監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)合用同一網(wǎng)，即數(shù)據(jù)視頻語音三網(wǎng)合一；

　　⑤ 所選軟件為模塊化結(jié)構(gòu)化軟件，便于用戶程序的編輯、調(diào)試、修改和更新；

　　⑥ 控制方式為中央控制、車間控制和設(shè)備現(xiàn)場控制的三級控方式，采用自動與手動控制相結(jié)合，就地控制級優(yōu)先。

五、喀什污水處理自控系統(tǒng)的主要功能

5.1.自控系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能

（1）采集污水廠各個監(jiān)控子站的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，生成實時數(shù)據(jù)庫，建立整個污水廠的數(shù)據(jù)服務(wù)器。

（2）對系統(tǒng)采集的實時數(shù)據(jù)進行分析計算，提供分析計算結(jié)果。

（3）對采集的實時數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)工藝要求產(chǎn)生報警信息。

（4）讀取歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，對歷史數(shù)據(jù)進行直觀顯示，為用戶提供歷史數(shù)據(jù)的訪問界面。操作員可通過該界面瀏覽查詢歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，了解系統(tǒng)的歷史運行情況，并能根據(jù)用戶需要動態(tài)繪制和打印各種比較曲線、趨勢曲線等。趨勢圖上可以改變時間范圍、顯示參數(shù)等。

（5）綜合處理實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)需要生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)日報表和月報表、故障統(tǒng)計報表、操作統(tǒng)計報表等。

（6）建立監(jiān)控系統(tǒng)雙備份，提供系統(tǒng)冗余功能，保證系統(tǒng)不間斷監(jiān)控。

（7）實行系統(tǒng)的多級密碼保護，確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。對監(jiān)控系統(tǒng)操作員權(quán)限進行管理設(shè)置，根據(jù)不同的權(quán)限賦予不同的監(jiān)控功能。

（8）提供完善的圖形化監(jiān)控畫面，通過這些直觀的畫面對各個車間進行監(jiān)控。

5.2.喀什污水處理自控系統(tǒng)提供的監(jiān)控顯示畫面

中控室上位系統(tǒng)提供的監(jiān)控顯示畫面共分九種,畫面總數(shù)則視乎污水廠的處理工藝和規(guī)模即工藝設(shè)備的多少而定,一個污水廠的監(jiān)控畫面總數(shù)少則幾十幅，多則上百幅。各種監(jiān)控顯示畫面的特征和功能如下述:

(1)全廠概貌圖總顯示畫面

　 ◇顯示各車間監(jiān)控子站在地理上的相對關(guān)系；

　 ◇顯示各車間監(jiān)控子站的通信狀態(tài)以及主要的生產(chǎn)及工藝參數(shù)；

　 ◇點擊各個車間站的示意圖符，可調(diào)出各車間子站的主要監(jiān)控畫面。

(2)全廠工藝流程總顯示畫面

　 ◇圖形化顯示全廠的工藝流程；

　 ◇顯示各個工藝流程的主要生產(chǎn)參數(shù)、工藝參數(shù)以及生產(chǎn)狀態(tài)；

　 ◇點擊各個工藝圖符可調(diào)出相應(yīng)工藝的監(jiān)控畫面。

(3)監(jiān)控系統(tǒng)主畫面顯示

   ◇該畫面把操作員級的所有工作都放在一起，每一部分除有文字標注之外，還把各部分的內(nèi)容通過圖標的方式顯示出來，這樣只需輕輕一點，就可以隨時準備開始做任一工作，主要的目的是把系統(tǒng)的功能一目了然放在一個視野中。該畫面可以根據(jù)操作人員的分工和權(quán)限進行個性化的調(diào)整。

(4)全廠信號匯總畫面

   ◇以表格的形式顯示全廠所有監(jiān)控子站的主要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，方便操作人員縱覽全廠的生產(chǎn)情況；

　 ◇表格中以不同的顏色區(qū)分不同的狀態(tài)值；

　 ◇表格中提供進入相應(yīng)監(jiān)控數(shù)據(jù)子畫面的鏈接。

(5)報警一覽畫面

   ◇動態(tài)顯示系統(tǒng)中各個監(jiān)控子站的所有報警的產(chǎn)生情況，包括報警的時間，報警確認的時間，報警消失的時間，報警的優(yōu)先級別等；

   ◇以不同的顏色區(qū)分不同的報警，通過右鍵點擊相應(yīng)的報警，可以進入該報警的監(jiān)控子畫面；

　 ◇統(tǒng)計系統(tǒng)總的報警數(shù)目以及總的的未確認報警數(shù)目。

(6)生產(chǎn)曲線畫面

   ◇該畫面提供與歷史數(shù)據(jù)庫的顯示接口，用戶可在該畫面中選擇需要查看的曲線的內(nèi)容，選擇需要查看的時間段，動態(tài)選擇需要查看的生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

   ◇該畫面的時間軸和數(shù)據(jù)軸可以動態(tài)改變，可以改變查看曲線的顏色和時間范圍等，并可以將需要的曲線直接打印輸出；

   ◇通過該畫面，用戶可以查看到幾年前的生產(chǎn)曲線，系統(tǒng)保存在歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)將通過曲線的方式提供給用戶；

　 ◇系統(tǒng)預(yù)計將在該畫面中提供700多條曲線的顯示功能。

(7)系統(tǒng)菜單畫面

   ◇提供系統(tǒng)的管理功能，主要包括安全權(quán)限管理、報警管理、SCADA配置管理以及實時數(shù)據(jù)庫管理等功能。

(8)設(shè)備或設(shè)施詳細監(jiān)控畫面

   ◇通過改變顏色、位移、填充比例以及隱化、閃爍、動態(tài)數(shù)值顯示等方法來實現(xiàn)泵、閥等各種設(shè)備及儀表的動態(tài)運行效果，動態(tài)反映過程的狀態(tài)；

   ◇顯示該工段主要指標和控制回路的控制參數(shù)，并可根據(jù)生產(chǎn)要求修改控制回路的設(shè)定值。

5.3.喀什污水處理自控系統(tǒng)主要技術(shù)性能指標

　　平均無故障間隔時間MTBF＞20,000小時

　　可用率  A≥99.8％

　　系統(tǒng)綜合誤差：σ≤1.0%

　　數(shù)據(jù)正確率I＞98％

　　時間參數(shù)：

　　主機的聯(lián)機啟動時間 t≤2分

　　報警響應(yīng)時間t≤3秒

　　查詢相應(yīng)時間t≤5秒

　　實時數(shù)據(jù)更新時間t≤3秒

　　控制指令的響應(yīng)時間t≤3秒

計算機畫面的切換時間t≤0.5秒

• 喀什污水處理自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及站點設(shè)置

隨著科技的進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展，對污水處理廠的運行管理提出了越來越高的要求?，F(xiàn)在的污水處理廠自動控制系統(tǒng)，不但要對各工藝設(shè)備、設(shè)施和儀表進行可靠的監(jiān)測和控制，而且要對污水處理的全流程進行高效管理，以確保排放達到更高的水質(zhì)標準和節(jié)能降耗的目標。

為了實現(xiàn)上述目標，設(shè)計的自控系統(tǒng)為一個開放的分布式控制系統(tǒng)，在污水廠綜合辦公樓中控室設(shè)中心站，在各工藝車間設(shè)置現(xiàn)場控制分站。每個現(xiàn)場控制分站由PLC系統(tǒng)、HMI人機界面、工業(yè)以太網(wǎng)交換機、不間斷電源（UPS）及防雷電保護裝置組成。

污水處理廠自控系統(tǒng)由中控室中心站、六個現(xiàn)場控制分站組成。六個現(xiàn)場站分別為PLC1控制分站（設(shè)在二期總變配電室）、PLC2控制分站（設(shè)在排水池）、PLC3控制分站（設(shè)在脫水機房）、PLC4控制分站（設(shè)在鼓風(fēng)機房）、PLC5控制分站（設(shè)在加藥加氯間）、PLC6控制分站（設(shè)在濾池公共設(shè)備間）。其中PLC6控制分站還包含七個控制子站PLC6.1—PLC6.7，每個子站監(jiān)控兩個濾池格（即PLC6.1監(jiān)控1#和2#、PLC6.2監(jiān)控3#和4#、……PLC6.6監(jiān)控11#和12#、PLC6.7監(jiān)控13#和14#），另外還有一個紫外線消毒系統(tǒng)監(jiān)控子站PLC6.8。

PLC1控制分站實現(xiàn)對粗格柵間、進水泵房和主配電間的設(shè)備和設(shè)施進行監(jiān)測和控制，PLC柜安裝在主配電間值班室，設(shè)兩個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC2控制分站實現(xiàn)對細格柵及沉砂池、排水池及泵房、MCC2配電室的設(shè)備和設(shè)施進行監(jiān)測和控制，PLC柜安裝在MCC2配電值班室，設(shè)兩個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC3控制分站實現(xiàn)對生物池及污泥脫水間的設(shè)備及設(shè)施進行監(jiān)測和控制，PLC柜安裝在脫水車間值班室，設(shè)兩個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC4控制分站實現(xiàn)對鼓風(fēng)機房及配電間的設(shè)備設(shè)施進行監(jiān)測和控制，PLC柜安裝在配電間MCC4值班室，設(shè)2個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC5控制分站實現(xiàn)二沉池及配水井、加氯加藥間的設(shè)備設(shè)施進行監(jiān)測和控制，PLC柜安裝在加藥間值班室，設(shè)2個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC6控制分站實現(xiàn)對提升泵房、濾池反沖洗泵房設(shè)備間的設(shè)備設(shè)施進行監(jiān)測和控制，PLC柜安裝在濾池反沖泵房值班室，設(shè)1個1000×600×2000的標準PLC柜。7個濾格控制子站PLC6.1—PLC6.7實施對14個濾池格的設(shè)備及儀表的監(jiān)測和控制，7個就地控制柜安裝于濾格管廊上方；紫外線消毒系統(tǒng)控制子站PLC6.8實施對紫外線消毒系統(tǒng)設(shè)備進行監(jiān)測和控制。